雙齒條驅動轉動式方形內槽齒輪鉛阻尼器的製造方法
2023-06-29 02:56:51
雙齒條驅動轉動式方形內槽齒輪鉛阻尼器的製造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種齒輪傳動阻尼器，特別是一種雙齒條驅動轉動式方形內槽齒輪鉛阻尼器，可應用於建築結構減振控制，屬于振動控制技術領域。
【背景技術】
[0002]鉛阻尼器是一類利用鉛的塑性變形消散振動能量的一種控制裝置，其滯回性能優越、構造簡單、製作方便，可用作隔震系統中的耗能元件和限位裝置，也可用作耗能減震建築中耗能裝置。
[0003]鉛阻尼器最早是由紐西蘭Penguin Engineering公司首先研製的，隨後RobinsonSeismoc Ltd公司開發了兩種類似的鉛阻尼器:Penguin Vibrat1n Damper(PVD)和Robinson Vibrat1n Damper(RVD)。它們都是利用鉛受剪屈服後產生塑性變形來耗散能量。採用鉛材製作的阻尼器的優點主要包括下面兩點:I)對微小變形十分敏感，在微小的位移下均可獲得較大阻尼力，其原因在於鉛材屈服強度較低，大概在1Mpa左右(根據構造的不同會有一定幅度的變化)；2)優越的疲勞性能，可多次循環工作，消能性能穩定，其原因在於鉛材的常溫再結晶特性，該特徵使得鉛材幾乎不會發生疲勞破壞;3)優越的塑性變形能力(即延性好)，對鉛棒進行拉伸試驗，其極限應變可達50%，而且在一定圍壓條件下，不同鉛面接觸後即可通過重結晶功能粘接在一起，形成整體，從而提供獨特的大變形能力。
[0004]—般來講，鉛阻尼器阻尼力可靠、構造簡單、不需要維護，是優良的耗能減震裝置。傳統擠壓型鉛阻尼器和板式剪切型鉛阻尼器的主要缺陷是在工作時滑動杆或滑動板必須拉伸往復運動，存在鉛材從滑動部件與其他部件之間縫隙擠出的隱患，需採取大量的措施解決密封或防擠出問題。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型為了解決現有阻尼器的上述缺陷，提出了一種雙齒條驅動轉動式方形內槽齒輪鉛阻尼器，用於解決阻尼器大位移變形、耗能以及漏鉛問題。
[0006]為了實現上述目的，本實用新型採取了如下技術方案:
[0007]—種雙齒條驅動轉動式方形內槽齒輪鉛阻尼器，所述阻尼器包括連接擋板、前側板、後側板、上齒條、下齒條以及齒輪裝置，所述連接擋板、前側板、後側板圍合成一腔體，所述上齒條和下齒條分別從相對的一端穿入前側板和後側板組成的間隙並穿過連接擋板上的凹槽，然後從另一端穿出，且上齒條和下齒條與連接擋板上的凹槽始終保持間隙配合;所述上齒條和下齒條還與腔體內部的齒輪裝置相互嚙合;所述齒輪裝置包括帶內方形槽齒輪、花鍵軸以及法蘭盤，所述花鍵軸置於帶內方形槽齒輪中心位置，且花鍵軸兩端伸出帶內方形槽齒輪，其一端焊接在後側板上，另一端穿過前側板上的中心孔洞後與前側板焊接在一起，所述帶內方形槽齒輪一側焊接密封有法蘭盤;在法蘭盤和帶內方形槽齒輪與花鍵軸之間形成的空間內灌注有鉛體;所述上齒條、下齒條以及帶內方形槽齒輪上的齒相互嚙合，並通過上齒條和下齒條的直線運動帶動帶內方形槽齒輪轉動;所述花鍵軸的外壁中間圓周上均勻開設有花鍵槽，所述花鍵槽完全置於帶內方形槽齒輪的凹槽內，所述花鍵槽中間位置均勻設置有鑽孔，該鑽孔連通花鍵軸側面中心鑽的孔洞，且相互垂直。
[0008]進一步地，所述上齒條和下齒條分別為一根，且齒輪裝置至少為一個;上齒條和下齒條關於齒輪裝置的中心為中心對稱布置於齒輪裝置的上、下兩側，並均與帶內方形槽齒輪嚙合。其可使阻尼器保持穩定，同時可以根據實際需要增減齒輪裝置的數量從而改變阻尼力的大小。
[0009]進一步地，多個所述齒輪裝置串聯或不串聯;且多個所述齒輪裝置的帶內方形槽齒輪直徑尺寸相同或不同，且帶內方形槽齒輪的凹槽的深度能夠根據要求進行調節。
[0010]進一步地，所述上齒條左側與一固定端相連接;所述下齒條右側與另一固定端相連接。
[0011]進一步地，所述法蘭盤的直徑介於所述帶內方形槽齒輪的齒頂以及齒底所在圓環直徑之間。
[0012]進一步地，所述腔體為完全密封或不完全密封的腔體。
[0013]進一步地，所述花鍵槽的厚度略低於帶內方形槽齒輪的凹槽深度。
[0014]進一步地，所述連接擋板上的凹槽以及與之間隙配合的上齒條和下齒條的對應部分截面為矩形或者半圓形。
[0015]進一步地，所述上齒條和下齒條沒有齒的部分為圓柱體，所述圓柱體深入到另一端與端板焊接的套筒內。
[0016]進一步地，所述圓柱體的直徑略小於套筒的直徑。
[0017]使用時，需要將帶內方形槽齒輪、花鍵軸、組裝與焊接後，將鉛體通過花鍵軸一端鑽的孔洞流出花鍵槽的孔洞，灌入帶內方形槽齒輪和花鍵軸之間的空隙內，待鉛體的物理性質穩定後，將法蘭盤與齒輪焊接密封。最後將伸出帶內方形槽齒輪的花鍵軸的兩端分別焊接在後側板和前側板上。
[0018]當上、下齒條進行拉伸時，齒條和帶內方形槽齒輪的齒會相互嚙合進行傳動，帶動帶內方形槽齒輪的轉動，通過帶內方形槽齒輪的往復轉動，由於花鍵槽的存在，會驅使帶內方形槽齒輪和花鍵軸之間的鉛體發生塑性變形，從而耗散能量。
[0019]本實用新型取得了以下有益效果:
[0020]本實用新型在有效解決鉛體洩露的基礎上，由於採用方形凹槽，使之加工工藝簡化，機加工成本降低，防止了鉛材的擠出和洩露，同時耗能效果增加。其次，本實用新型由於採用了雙齒條驅動，與現有技術相比，同之前使用同量的鉛體的條件下，位移為原來的二倍，使該阻尼器的行程大幅度提升。
【附圖說明】
[0021]圖1是本實用新型提出的雙齒條驅動轉動式方形內槽齒輪鉛阻尼器的整體構造圖；
[0022]圖2是本實用新型提出的雙齒條驅動轉動式方形內槽齒輪鉛阻尼器的前視圖；
[0023]圖3是圖2的A-A剖面圖；
[0024]圖4是本實用新型提出的雙齒條驅動轉動式方形內槽齒輪鉛阻尼器的B-B剖面圖；
[0025]圖5是本實用新型提出的雙齒條驅動轉動式方形內槽齒輪鉛阻尼器的花鍵軸平面圖；
[0026]圖6是圖5的C-C剖面圖；
[0027]圖7是本實用新型提出的另一種雙齒條驅動轉動式方形內槽齒輪鉛阻尼器前視圖；
[0028]圖8是圖7的D-D剖面圖；
[0029]圖9是圖7的E-E剖面圖；
[0030]圖10是本實用新型實施例1的滯回曲線；
[0031]圖中:1:連接擋板、2:前側板、3:後側板、4:上齒條、5:下齒條、6:帶內方形槽齒輪、7:花鍵軸、8:法蘭盤、9:鉛體。
【具體實施方式】
[0032]下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。
[0033]實施例1
[0034]如圖1-6所示，本實用新型的一種雙齒條驅動轉動式方形內槽齒輪鉛阻尼器，包括連接擋板1、前側板2、後側板3、上齒條4、下齒條5以及齒輪裝置。連接擋板1、前側板2、後側板3圍合成一腔體，所述上齒條4和下齒條5分別從相對的一端穿入前側板2和後側板3組成的間隙並穿過連接擋板I上的凹槽，然後從另一端穿出，且上齒條4和下齒條5與連接擋板I上的凹槽始終保持間隙配合。上齒條4和下齒條5還與腔體內部的齒輪裝置相互嚙合。齒輪裝置包括帶內方形槽齒輪6、花鍵軸7以及法蘭盤8。花鍵軸7置於帶內方形槽齒輪6中心位置，且花鍵軸7兩端伸出帶內方形槽齒輪6，其一端焊接在後側板3上，另一端穿過前側板2上的中心孔洞後與前側板2焊接在一起。帶內方形槽齒輪6—側焊接密封有法蘭盤8，在法蘭盤8和帶內方形槽齒輪6與花鍵軸7之間形成的空間內灌注有鉛體9。上齒條4、下齒條5以及帶內方形槽齒輪6上的齒相互嚙合，並通過上齒條4和下齒條5的直線運動帶動帶內方形槽齒輪6轉動。花鍵軸7的外壁中間圓周上均勻開設有花鍵槽，花鍵槽完全置於帶內方形槽齒輪6的凹槽內，花鍵槽中間位置均勻設置有鑽孔，該鑽孔連通花鍵軸7側面中心鑽的孔洞，且相互垂直。上齒條4左側與一固定端相連接;所述下齒條5右側與另一固定端相連接。其中，上齒條4和下齒條5分別為一根，齒輪裝置為一個。上齒條4和下齒條5關於齒輪裝置的中心為中心對稱布置於齒輪裝置的上、下兩側，並均與帶內方形槽齒輪6嚙合。帶內方形槽齒輪6的凹槽截面為方形，其還可以替換為矩形或者圓形，凹槽的深度能夠根據要求進行調節。法蘭盤8的直徑介於所述帶內方形槽齒輪6的齒頂以及齒底所在圓環直徑之間。腔體為不完全密封的腔體。花鍵槽的厚度略低於帶內方形槽齒輪6的凹槽深度。連接擋板I上的凹槽以及與之間隙配合的上齒條4和下齒條5的對應部分截面為矩形。
[0035]本實施例的雙齒條驅動轉動式方形內槽齒輪鉛阻尼器，能提供大位移幅值的滯回曲線，且性能穩定，不存在漏鉛現象。圖10所示即為本實施例雙齒條驅動轉動式方形內槽齒輪鉛阻尼器的試驗所得滯回曲線，位移幅值已達到70mm，性能穩定，印證了本實用新型的雙齒條驅動轉動式方形內槽齒輪鉛阻尼器所具有的優點。該例中帶內方形槽齒輪厚度20mm，法蘭盤厚度10mm，鉛體的厚度12mm，提供的阻尼力為2kN左右。當有效鉛體厚度和截面積增加，阻尼力可隨之增加。
[0036]實施例2
[0037]如圖7-9所示，本實用新型雙齒條驅動轉動式方形內槽齒輪鉛阻尼器的另一種實施方式，其中，上齒條4和下齒條5沒有齒的部分為圓柱體，圓柱體深入到另一端與端板焊接的套筒內，圓柱體的直徑略小於套筒的直徑。其它構件及連接方式同實施例1。
[0038]上述實施例只是為了更清楚說明本實用新型的技術方案做出的列舉，並非對本實用新型的限定，本實用新型的保護範圍仍以所附權利要求限定的範圍為準。
【主權項】
1.一種雙齒條驅動轉動式方形內槽齒輪鉛阻尼器，所述阻尼器包括連接擋板(1)、前側板(2)、後側板(3)、上齒條(4)、下齒條(5)以及齒輪裝置，其特徵在於:所述連接擋板(1)、前側板(2)、後側板(3)圍合成一腔體，所述上齒條(4)和下齒條(5)分別從相對的一端穿入前側板(2)和後側板(3)組成的間隙並穿過連接擋板(I)上的凹槽，然後從另一端穿出，且上齒條(4)和下齒條(5)與連接擋板(I)上的凹槽始終保持間隙配合;所述上齒條(4)和下齒條(5)還與腔體內部的齒輪裝置相互嚙合;所述齒輪裝置包括帶內方形槽齒輪(6)、花鍵軸(7)以及法蘭盤(8)，所述花鍵軸(7)置於帶內方形槽齒輪(6)中心位置，且花鍵軸(7)兩端伸出帶內方形槽齒輪(6)，其一端焊接在後側板(3)上，另一端穿過前側板(2)上的中心孔洞後與前側板(2)焊接在一起，所述帶內方形槽齒輪(6)—側焊接密封有法蘭盤(8);在法蘭盤(8)和帶內方形槽齒輪(6)與花鍵軸(7)之間形成的空間內灌注有鉛體(9);所述上齒條(4)、下齒條(5)以及帶內方形槽齒輪(6)上的齒相互嚙合，並通過上齒條(4)和下齒條(5)的直線運動帶動帶內方形槽齒輪(6)轉動;所述花鍵軸(7)的外壁中間圓周上均勻開設有花鍵槽，所述花鍵槽完全置於帶內方形槽齒輪(6)的凹槽內，所述花鍵槽中間位置均勻設置有鑽孔，該鑽孔連通花鍵軸(7)側面中心鑽的孔洞，且相互垂直。2.根據權利要求1所述的雙齒條驅動轉動式方形內槽齒輪鉛阻尼器，其特徵在於:所述上齒條(4)和下齒條(5)分別為一根，且齒輪裝置至少為一個;上齒條(4)和下齒條(5)關於齒輪裝置的中心為中心對稱布置於齒輪裝置的上、下兩側，並均與帶內方形槽齒輪(6)齧入口 ο3.根據權利要求2所述的雙齒條驅動轉動式方形內槽齒輪鉛阻尼器，其特徵在於:多個所述齒輪裝置串聯或不串聯;且多個所述齒輪裝置的帶內方形槽齒輪(6)直徑尺寸相同或不同。4.根據權利要求1所述的雙齒條驅動轉動式方形內槽齒輪鉛阻尼器，其特徵在於:所述上齒條(4)左側與一固定端相連接;所述下齒條(5)右側與另一固定端相連接。5.根據權利要求1所述的雙齒條驅動轉動式方形內槽齒輪鉛阻尼器，其特徵在於:所述法蘭盤(8)的直徑介於所述帶內方形槽齒輪(6)的齒頂以及齒底所在圓環直徑之間。6.根據權利要求1所述的雙齒條驅動轉動式方形內槽齒輪鉛阻尼器，其特徵在於:所述腔體為完全密封或不完全密封的腔體。7.根據權利要求1所述的雙齒條驅動轉動式方形內槽齒輪鉛阻尼器，其特徵在於:所述花鍵槽的厚度略低於帶內方形槽齒輪(6)的凹槽深度。8.根據權利要求1所述的雙齒條驅動轉動式方形內槽齒輪鉛阻尼器，其特徵在於:所述連接擋板(I)上的凹槽以及與之間隙配合的上齒條(4)和下齒條(5)的對應部分截面為矩形或者半圓形。9.根據權利要求8所述的雙齒條驅動轉動式方形內槽齒輪鉛阻尼器，其特徵在於:所述上齒條(4)和下齒條(5)沒有齒的部分為圓柱體，所述圓柱體深入到另一端與端板焊接的套筒內。10.根據權利要求9所述的雙齒條驅動轉動式方形內槽齒輪鉛阻尼器，其特徵在於:所述圓柱體的直徑略小於套筒的直徑。
【專利摘要】本實用新型涉及一種雙齒條驅動轉動式方形內槽齒輪鉛阻尼器。包括有腔體、齒條、帶內方形槽齒輪、花鍵軸、法蘭盤等。花鍵軸置於帶內方形槽齒輪中心位置，花鍵軸軸身上設有花鍵槽；法蘭盤焊接密封在帶內方形槽齒輪前端；通過花鍵軸和花鍵槽連通的孔洞，將鉛體灌注於花鍵軸和帶內方形槽齒輪中間空隙位置；伸出帶內方形槽齒輪的花鍵軸的前後兩端分別焊接在前側板和後側板上。當上、下齒條進行拉伸往復運動時，上、下齒條和帶內方形槽齒輪的齒會相互嚙合進行傳動，帶動帶內方形槽齒輪的轉動，通過帶內方形槽齒輪的往復轉動，驅動帶內方形槽齒輪和花鍵軸之間的鉛體發生塑性變形，從而耗散能量。
【IPC分類】E04B1/98
【公開號】CN205382587
【申請號】CN201620068803
【發明人】彭凌雲, 崔權, 陳相成
【申請人】北京工業大學
【公開日】2016年7月13日
【申請日】2016年1月25日